Testbed »Industrie 4.0«

Das 5G-Testbed »Industrie 4.0« am Fraunhofer IIS ist eine offene Testumgebung, in der kundenspezifische Anwendungsszenarien aus dem Bereich Industrie und Logistik unter realistischen Bedingungen mit neuester Mobilfunktechnik in einem eigenständigen 5G-Campusnetz getestet werden können. 5G kann die Leistungsfähigkeit drahtloser Verbindungen im Industrieumfeld erheblich steigern und eröffnet somit neue Möglichkeiten, auch komplexere und sicherheitskritische Anwendungen drahtlos zu realisieren. Die frühzeitige Anwendungserprobung mit 5G beschleunigt dabei die Entwicklung hin zu umfassend vernetzten und flexibel individualisierbaren Produktions-, Montage-, und Logistikprozessen.

Als realitätsnahe Umgebung für das 5G-Testbed »Industrie 4.0« dient das Innen- und Außengelände des Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. am Standort Nürnberg. Alle Outdoor-, Indoor- und Übergangsbereiche des Testgeländes sind mit ineinandergreifenden Kommunikations- und Lokalisierungslösungen ausgestattet. So können dort vielfältige Industrieanwendungen in praxisrelevanten Einsatzszenarien erprobt werden.

Echtzeitfähige Prozesssteuerung

Die echtzeitfähige Überwachung, Analyse und Steuerung von Prozessen kann mit 5G realisiert werden. Mögliche Testszenarien sind zum Beispiel das Steuern von Robotern in Echtzeit (Real-Time Closed-Loop Robotic Control), lokale Echtzeitdatenauswertung (Edge Analytics) oder das sichere und rechtzeitige Ausschalten von Maschinen im Notfall (Remote Emergency Stop).

Einsatz von autonomen mobilen Robotern (AMR)

5G hat das Potential, als Kommunikationsmedium für die zentrale Steuerung, Überwachung und Koordinierung von autonomen mobilen Robotern, fahrerlosen Transportsystemen oder auch Drohnen zu dienen und kann so zu einer stärker automatisierten und effizienteren Inter- und Intralogistik beitragen. Im Testbed steht die geeignete Infrastruktur bereit, um entsprechende Anwendungsszenarien praxisnah zu testen.

Lokalisierung von Waren und Transportfahrzeugen

Die exakte Bestimmung und Übertragung der Positionsdaten von Waren und Transportfahrzeugen trägt zur weiteren Verbesserung inter- und intralogistischer Prozesse bei. Die Positionierungsgenauigkeit, die mit 5G erreicht werden kann, profitiert von der Integration verschiedener Lokalisierungstechnologien, die im Testbed verfügbar sind.

Infrastruktur und Ausrüstung

• LKW-befahrbare Industriehalle (44 x 30 x 9 m), ausgestattet mit Referenzsystemen zur Positionsbestimmung und Equipment zur Emulation industrieller Umgebungen
• Messtechnik: 5G-Protokollanalysator, 5G Network Testing Solution, 5G-Feldtest-Analysator, Transportnetz-Feldtestgerät und vieles mehr
• Innenbereich: 8 Panel-Antennen (4T4R) in zwei verschiedenen Höhen für den Frequenzbereich 1 (FR1)
• Außengelände: nichtöffentlicher Fahrbereich mit 4 Panel-Antennen (4T4R) für FR1
• Bürogebäude: mehrstöckiges Gebäude mit Büros und Laboren, ausgerüstet mit 5G-Small-Cells-Infrastruktur aus 12 Panel-Antennen (4T4R) für FR1 auf zwei Etagen

Funkzugangsnetz (RAN – Radio Access Network)

• Zwei unabhängige Campusnetze mit Standalone (SA) 5G RAN und Mobilitätsunterstützung
• Bis zu 100 MHz Trägerbandbreite im lokalen Frequenzbereich 3,7 bis 3,8 GHz
• Auf generischer Hardware (COTS) virtualisierte Open-RAN-Architektur mit offenen Schnittstellen und APIs
• Unterstützung von URLLC, IIoT und Echtzeit-Lokalisierungsanwendungen (RTLS)
• Weitere Funkzugangstechnologien für Technologievergleiche verfügbar: z. B. WiFi6 bzw. 6E und UWB für kommunikations- und positionsabhängige Use Cases

Kernnetz (Core Network)

• Zwei autarke 5G-Kernnetze
• Service-basierte Architektur
• Integriertes Cloud- und Edge-Computing
• Geeignet für 3GPP-konformes Network Slicing
• Offene Schnittstellen und APIs zur Extraktion von Rohdaten und zur Nachbearbeitung
• Unterstützung eigener SIM-Karten

Wenn Sie das Testbed zur Erprobung Ihrer Anwendungen nutzen möchten, beraten wir Sie gerne bei der Planung und Vorbereitung der Testszenarien und erstellen ein individuelles Angebot zur Testbed-Nutzung.